Development of new deer (Cervus elaphus) meat products: Evaluation of the physicochemical parameters, chemical composition, volatile compounds, sensorial attributes, and shelf-life
| dc.contributor.advisor | Rodríguez, José Manuel Lorenzo | |
| dc.contributor.author | Ramella, | |
| dc.contributor.author | Ramella, Marcio Vargas | |
| dc.date.accessioned | 2024-11-11T21:22:54Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.description.abstract | This doctoral thesis aimed to provide scientific information about the development of new deer meat products and the application of food reformulation strategies based on salt/animal fat partial or total replacement, to evaluate their effects on some meat products. Specifically, five products were elaborated: dry-cured deer loin, deer pâté, deer burger, dry-cured deer sausage, and dry-cured deer cecina. Except for the sensory attributes for dry-cured loins and the TBARS for sausages, all the products were analysed for pH, colour (Lightness - L*, Redness - a*, and Yellowness - b*), texture, TBARS, proximate composition, and sensory attributes. In addition, for the dry-cured loins, sausages, and cecinas the volatile compounds (VOCs) profile was determined, meanwhile, in burgers the water holding capacity was analysed. For the elaboration of the deer products, all meat cuts were obtained from carcasses of Iberian red deer (Cervus elaphus) from Cárnicas Dibe (Cáceres, Spain). The meat cuts were vacuum packed and transported refrigerated to the Centro Tecnolóxico da Carne (CTC) (San Cibrao das Viñas, Spain). The dry-cured loins were prepared with NaNO3 , NaNO 2 , NaCl and condiments, and they were analysed on days 0, 30, and 60 of the processing. For the pâté manufacture four different batches were elaborated according to the fat source: 100% of pork back fat (control) or 50% of pork back fat replaced by 50% of microencapsulated oils (tiger nut or chia or linseed). Concerning the deer burgers and the dry-cured deer sausages, the animal fat was replaced by vegetable oils emulsion with alginate-based hydrogels. The burgers were manufactured according to their fat source in four batches: 100% of pork back fat (control), 100% of tiger nut oil, 100% of chia oil, and 100% of linseed oil. Assessments were performed on days 0, 6, 12, and 18 of storage. Regarding the dry-cured sausages, four different batches were prepared based on the fat source: 100% of pork back fat (control) or 50% of pork back fat replaced by olive oil or canola oil or soy oil. Samples were assessed after 45 days of processing. To elaborate the dry-cured deer cecina, meat pieces were brined with different salt mixtures: 100% NaCl (control), 30% NaCl and 70% KCl (SMI), and 30% NaCl, 50% KCl, 15% CaCl2 , and 5% MgCl2 (SMII). At the end of processing, cecinas were analysed. Concerning the results obtained in the present study, dry-cured deer loin showed during the processing a decrease in the colour parameters and an increase in texture and TBARS values meanwhile fat, protein, and ash remained constant. The lipolysis and proteolysis reactions and the content of VOCs were directly related. Regarding pâtés, all the modified batches presented lower texture values. In addition, despite chia and linseed batches meeting the dietary reference intakes (DRIs) for the fatty acids, they also displayed higher susceptibility to oxidation, and lower values in the acceptance test compared to the control. Considering burgers, texture results were positive, since no significant (P>0.05) differences were identified among treatments. All reformulated batches could be labelled as "low-fat" burgers. Moreover, chia and linseed treatments improved the polyunsaturated fatty acids (PUFA) content of the burgers by reducing saturated fatty acids (SFA) compared to control. In respect of sensory analysis, tiger nut and linseed treatments did not show significant (P>0.05) differences with control in the acceptance test. Concerning the dry-fermented sausages, the alternative treatments with olive, canola, and soy oils affected the VOCs profile, which influenced the sensory attributes of the products. The sensory analysis indicated that the soy oil batch presented the highest values in the acceptance and preference tests. Finally, the analyses of the cecina did not show a significant (P>0.05) effect of the treatments on moisture, fat, protein, texture, colour, and total fatty acids. On the other hand, differences (P<0.001) were identified in the content of total VOCs. The sensory analysis indicated that SMII treatment modified the acceptance, while control and SMI treatments did not display significant differences (P>0.05). Lastly, our study allowed us to conclude that deer meat showed the potential to be utilized by the food industry to elaborate healthier meat-based products. Dry-cured loin and all burgers and cecinas` treatments showed lower values for fat than those DRIs suggested by international agencies. In addition, chia and linseed batches of pâtés and burgers presented a healthy n-6/n-3 ratio (< 2). | |
| dc.format.extent | 327 f. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/1217 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.subject | Cervus elaphus | |
| dc.subject | deer meat | |
| dc.subject | meat product reformulation | |
| dc.subject | oil microencapsulation | |
| dc.subject | vegetable oil emulsion in alginate-hydrogel | |
| dc.subject | dry-cured meat | |
| dc.subject | dietary reference intake | |
| dc.subject | cecina | |
| dc.subject | dry-cured sausage | |
| dc.subject | burger | |
| dc.subject | pâté | |
| dc.title | Development of new deer (Cervus elaphus) meat products: Evaluation of the physicochemical parameters, chemical composition, volatile compounds, sensorial attributes, and shelf-life | |
| dc.type | Tese | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| local.abstract.alternative | En los últimos años se ha observado por parte de los consumidores una creciente demanda hacia carnes rojas no convencionales. Parte de esa demanda ha hecho que crezca el interés de la población por las carnes de venado (salvajes o de cría extensiva) como la carne de ciervo, corzo, etc. De hecho, la cría de ciervos es considerada una alternativa al sistema ganadero tradicional. Además, en Asia, el interés por los productos de los ciervos también está relacionado con la medicina tradicional China y otras tradiciones culturales. La situación actual de la carne de ciervo en el mercado global puede representar una oportunidad para impulsar los estudios que evalúen su calidad y optimicen su uso. En ese sentido, el desarrollo de nuevas tecnologías para la elaboración de productos de ciervo puede representar una importante aportación económica a un sector que actualmente se basa únicamente en el comercio de la carne fresca. Esta realidad puede deberse a la falta de información, especialmente con respecto a las técnicas de procesamiento para productos cárnicos de ciervo. En este contexto, estudios para incrementar la seguridad alimentaria, la homogeneidad y la vida útil de productos de ciervo a gran escala se hacen necesarios. A pesar de que España es el primer exportador mundial de carne de ciervo de caza y el segundo productor mundial de carne de ciervo después de Nueva Zelanda, la carne de ciervo no dispone de una posición importante en el mercado global en comparación con otros países productores de la Unión Europea o respecto a Nueva Zelanda. Por lo tanto, el conocimiento generado en este campo podría contribuir para potenciarla, aumentar su capacidad exportadora y, al mismo tiempo, incentivar la cría de ciervos creando oportunidades de empleo en el medio rural. Por otro lado, a pesar de que la carne es una fuente importante de nutrientes para la dieta humana, en los últimos años ha aumentado la preocupación con relación a su consumo, principalmente debido a su contenido de grasa saturada, pues su exceso en el consumo puede tener efectos negativos para la salud humana. En ese sentido, el consumo de las carnes no convencionales como la carne de ciervo se considera beneficioso, ya que es visto como un producto saludable, ecológico y natural debido a su composición y al sistema de cría comúnmente utilizado (pastoreo natural). Como resultado, la demanda por la carne de ciervo incrementó en los últimos años, lo que hizo aumentar la cría del número de animales. En la actualidad se estima que cada año se consumen dos millones de toneladas de carne de ciervo a nivel mundial. La carne de ciervo es considerada un gran producto alimenticio, desde el punto de vista nutricional, al poseer una alta proporción de carne magra, alto contenido proteico (hasta un 24.20%), bajo contenido de grasa intramuscular (menos del 2.50%) y colesterol (hasta 52.90 mg/100 g) y un alto contenido de hierro (34 g/kg). Además, la grasa de la carne de ciervo se caracteriza por una adecuada proporción de ácidos grasos polinsaturados (AGPI) con relación a los ácidos grasos saturados (AGS), con valores de AGS y AGPI del 42.13% y 23.38%, respectivamente. Además, presenta un buen aporte de aminoácidos esenciales (10447 mg/100 g), minerales (1.16%) y un valor energético (~100 kcal/100 g) inferior al de las carnes tradicionales como la carne de vacuno, cerdo y pollo (entre 114 y 231 kcal/100 g). Por lo tanto, con la finalidad de promover la cría de ciervos y la obtención de sus productos tradicionales y otros más saludables, el desarrollo de técnicas de procesamiento de la carne de ciervo puede ser utilizado como estrategia por investigadores y por la industria alimentaria. Esta tesis doctoral pretendió aportar información científica en el campo del desarrollo de nuevos productos cárnicos de ciervo con la aplicación de estrategias de reformulación de alimentos y evaluar sus efectos en los productos finales. Para la presente investigación se elaboraron cinco productos: carne curada de ciervo (lomo embuchado y cecina), pâté de ciervo, hamburguesa de ciervo y salchichón de ciervo. Dentro de las estrategias de reformulación que han surgido en los últimos años en el desarrollo de nuevos productos cárnicos, la sustitución de grasas animales por aceites vegetales y la sustitución del cloruro de sodio (NaCl) por otras sales más saludables son algunas de las más relevantes. De esa manera, la presente investigación científica tuvo como objetivos, además de evaluar los efectos del curado convencional en el lomo embuchado de ciervo, también determinar los efectos de la reformulación de productos cárnicos de ciervo mediante la sustitución parcial o total de la grasa animal en pâtés, hamburguesas y salchichones y del reemplazo parcial del NaCl en productos curados (cecina). Como resultados se esperaba crear productos populares, saludables y con valor añadido para contribuir con la cadena de la carne de ciervo, que actualmente se basa principalmente en la carne fresca. El interés por parte de la cadena de la industria alimentaria por la estrategia de sustitución parcial o total de la grasa animal se debe a la preocupación relacionada al consumo de productos cárnicos y sus altos contenidos de AGS. Dentro de las estrategias de la industria cárnica, los aceites vegetales han sido utilizados como fuentes de grasa alternativas ya que suelen ser ricos en AGPI (con especial interés en los ricos en n-3), con efecto positivos en la salud. Sin embargo, los aceites vegetales pueden afectar las propiedades del producto reformulado, su composición, su susceptibilidad a la oxidación lipídica y su aceptabilidad. Además, debido a las singulares propiedades tecnológicas y organolépticas que la grasa animal otorga en los productos cárnicos, su sustitución parcial o total comúnmente resulta en productos difícilmente aceptables por la industria y los consumidores. Para reducir los efectos indeseables en los productos reformulados con aceites vegetales, la microencapsulación de aceites es una técnica adecuada para mejorar la calidad, vida útil y aceptabilidad del producto final. Otra estrategia que se ha propuesto en los últimos años para el uso de los aceites como sustitutos de la grasa animal es su aplicación por medio de geles en emulsión inmovilizados en un medio acuoso, conocidos como hidrogeles. El uso de estas emulsiones puede contribuir a mantener las características esperadas, en términos de textura y consistencia, de las grasas animales, pero con un perfil de ácidos grasos más favorable en producto final. Por tanto, es fundamental evaluar los efectos del reemplazo de la grasa animal como la grasa de cerdo sobre los parámetros fisicoquímicos, las propiedades nutricionales y las características sensoriales de los productos cárnicos. En ese sentido, el pâté es un producto tradicional elaborado con carne picada, hígado, grasa y aditivos mezclados con agua y tratados térmicamente. A pesar de que el paté es un alimento económico y accesible en varias partes del mundo, el excesivo contenido en grasa de cerdo aporta alto contenidos de AGS a su perfil nutricional. Siendo así, la reformulación vía sustitución parcial o total de la grasa animal por fuentes de grasas más insaturadas permite mejorar su calidad nutricional y disponer de alimentos más saludables. El uso de técnicas emergentes como la microencapsulación para la inclusión de grasas insaturadas en pâtés es una estrategia sugerida por trabajos previamente publicados. Entre los productos cárnicos, las hamburguesas son uno de los más consumidos en todo el mundo. Estos productos normalmente se elaboran con un 70-90% de carne y un 10-30% de grasa animal. Sin embargo, dado que la grasa animal es la fuente de grasa normalmente utilizada para su elaboración, su perfil nutricional se cuestiona con frecuencia, lo que fomenta la demanda de hamburguesas más saludables a través de su reformulación. Con relación a los embutidos curados como el salchichón, tradicionalmente para su elaboración se utilizan como ingredientes la carne y grasa de cerdo triturados con especias. Sin embargo, la producción de salchichón a partir de carne de ciervo con fines comerciales es relativamente nueva y las técnicas de producción pueden resultar en modificaciones fisicoquímicas que afecten a su calidad. Por consiguiente, se requiere establecer los parámetros fisicoquímicos recomendables para la tipificar la carne de ciervo a utilizar en la elaboración de salchichón. Con relación a la estrategia de reducción de sal (NaCl) la reformulación por medio de la sustitución parcial del NaCl se debe al gran incremento en los últimos años de consumo de alimentos salados a nivel mundial. En concreto, ingestas de NaCl aproximadamente dos veces superior a los 12 gramos al día recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) se constatan actualmente. Los riesgos relacionados a una dieta rica en sodio han sido señalados reiteradamente como una de las principales causas de trastornos de salud, relacionados con la hipertensión. En ese sentido, la estrategia para reducir la ingesta de sodio se concentra principalmente en el reemplazo del NaCl por sales más saludables como el cloruro de potasio (KCl), el cloruro de calcio (CaCl2 ) y el cloruro de magnesio (MgCl2 ) debido a su similitud en composición con el NaCl, pero exentas de sodio. La sustitución de NaCl no es trivial, pues el NaCl tiene una participación crucial en el desarrollo de muchos atributos y parámetros de calidad de productos cárnicos como la capacidad de retención de agua y actividad de agua. Además, al tener un papel crucial en los fenómenos de proteólisis y liberación de aminoácidos libres, de lipólisis y liberación de ácidos grasos libres, también afecta a las propriedades organolépticas y a la vida útil del producto. De esa manera, se puede observar que pueden existir impactos negativos relacionados con los productos reformulados, que afecten de manera significativa su contenido en agua, textura, sabor, aroma, apariencia visual y aceptabilidad. Dado que la composición inicial de la carne influye en los procesos proteolíticos y lipídicos mencionados anteriormente durante las diferentes fases del procesamiento, la evaluación de la carne de ciervo curada puede proporcionar información sobre su disponibilidad para este propósito al determinar cambios en los parámetros fisicoquímicos y las actividades relacionadas (lipólisis y proteólisis) durante su elaboración. En esta línea, la cecina es un embutido curado seco elaborado tradicionalmente a partir de varias especies y métodos que podrían también aplicarse a la carne de ciervo. Este tipo de producto es ampliamente consumido en varios países y se pueden encontrar productos análogos en muchos lugares del mundo. Además, a pesar de que hay una gran variedad de técnicas disponibles para la elaboración de la cecina y de que su procesado se ha estudiado previamente para varias especies, existe poca información de cecinas producidas con piezas cárnicas procedentes del ciervo. Para la elaboración de los cinco productos de ciervo de la presente tesis doctoral (lomo embuchado, pâté, hamburguesa, salchichón y cecina) todos los cortes cárnicos se obtuvieron a partir de canales de ciervo de caza ibérico (Cervus elaphus) procedentes de una industria cárnica (Cárnicas Dibe; Cáceres, España). Los cortes de carne fueron envasados al vacío y transportados refrigerados al Centro Tecnolóxico da Carne (CTC) de Galicia (San Cibrao das Viñas, España). La materia prima se obtuvo de la misma temporada de caza con solo dos meses de diferencia para disminuir el efecto de la variabilidad estacional. Para el estudio del lomo embuchado se emplearon 40 lomos de ciervo. Se realizó un salado con sales nitrificantes (NaNO 3 y NaNO 2 ), NaCl y condimentos (adobado con aceite de oliva virgen, pimentón de la vera, ajo y orégano). En seguida, los lomos se mantuvieron en reposo durante 3,5 días en una cámara para facilitar la penetración de las sales y del adobado. Posteriormente, se embutieron en tripas de colágeno y se llevaron a la sala de secado y maduración, donde permanecieron durante 60 días. Los lomos embuchados se analizaron el día 0, 30 y 60 del estudio, durante la fase de secado- maduración. Se determinaron el pH, el color, la textura, la oxidación lipídica (TBARS), la composición química (humedad, proteína, grasa, cenizas, ácidos grasos libres y aminoácidos libres) y el perfil de compuestos volátiles. Con relación a los productos reformulados sustituyendo la grasa de cerdo, distintos aceites y técnicas fueron utilizadas. Para la elaboración de los patés fueron utilizados tres tipos de aceites vegetales microencapsulados: aceite de chía, aceite de linaza y aceite de chufa. Se fabricaron cuatro lotes de pâté diferentes, un control y tres experimentales con un 50% de sustitución de la grasa de cerdo por aceite microencapsulado, de la siguiente manera: 100% de grasa de cerdo (control) y 50% de grasa de cerdo + 50% de chufa o 50% de chía o 50% de linaza. En los pâtés se analizó el pH, el color, la textura, los TBARS, la composición (humedad, proteína, grasa, cenizas y ácidos grasos) y los atributos sensoriales. Por otro lado, para la reformulación de las hamburguesas y del salchichón se utilizó la sustitución de grasa animal por emulsión de aceites vegetales con hidrogeles de alginato (Prosella). Para las hamburguesas y el salchichón se prepararon tres lotes experimentales según los tratamientos con los aceites correspondientes. En concreto, en el estudio con hamburguesas, se fabricaron cuatro lotes (un control y tres experimentales) en función de la grasa utilizada de la siguiente manera: 100% de grasa de cerdo (control), 100% de aceite de chufa, 100% de aceite de chía y 100% de aceite de linaza. Los análisis se realizaron a los días 0, 6, 12 y 18 del almacenamiento. La composición (humedad, grasa, proteína, minerales y el perfil de ácidos grasos), la perdida por cocción (PC%), la textura y la evaluación sensorial se realizaron solo al día 0, mientras que el pH, el color (luminosidad - L*, rojo - a* y amarillo- b*) y los TBARS se realizaron a los días 0, 6, 12 y 18. Con respecto a la elaboración del salchichón, cuatro lotes diferentes fueron fabricados según el tratamiento (100% de grasa de cerdo o 50% de grasa de cerdo sustituido por aceites vegetales con gel de Prosella) de la siguiente manera: 100% de grasa de cerdo (control), 50% de aceite de oliva, 50% de aceite de canola y 50% de aceite de soja. Se obtuvieron diez muestras de cada tratamiento después de 45 días de secado-maduración. En el salchichón se analizó el pH, el color, la textura, la composición (humedad, proteína, grasa, cenizas y ácidos grasos), los compuestos volátiles y los atributos sensoriales. Para la elaboración de la cecina se utilizaron aleatoriamente tres grupos formado por 48 babillas de ciervo. Las cecinas se sometieron a un proceso de salmuera al 30% con distintas formulaciones de mezclas de sal, tal como sigue: 100% NaCl (control), 30% NaCl y 70% KCl (SMI) y 30% NaCl, 50% KCl, 15% CaCl2 y 5% MgCl2 (SMII). Al final de la elaboración se analizaron todas las cecinas para los parámetros de pH, color, textura, TBARS, minerales, ácidos grasos libres, aminoácidos libres, compuestos volátiles y atributos sensoriales. Las conclusiones alcanzadas fruto de este trabajo de investigación fueron las siguientes: 1. El aprovechamiento de la carne de ciervo mostró potencial para ser utilizada por la industria alimentaria y ofrecer a los consumidores una alternativa sostenible al sistema ganadero convencional. En general, la composición proximal de la carne de ciervo, caracterizada por un alto contenido en AGPI, junto con el proceso de curado o la inclusión de aceites más saludables en la elaboración de alimentos derivados de ciervo dieron como resultado productos que recuerdan a los tradicionales, que pueden satisfacer a la demanda del consumidor en aspectos nutricionales, tal como recomiendan las agencias internacionales. 2. El procesamiento del lomo de ciervo embuchado afectó parcialmente los parámetros fisicoquímicos del producto final, disminuyendo los parámetros de color y aumentando la textura y el índice TBARS, mientras la composición (grasa, proteína y cenizas) se mantuvo constante. Las reacciones de lipólisis y proteólisis estuvieron directamente relacionadas con la evolución de los compuestos volátiles derivados de los lípidos (hidrocarburos lineales, aldehídos alifáticos, furanos y algunas cetonas y alcoholes) y derivados de las proteínas (aldehídos ramificados). 3. Los aceites microencapsulados utilizados como sustitutos de grasa animal en la formulación del paté demostraron ser una opción viable para el desarrollo de productos más saludables, si bien son necesarios más estudios con el objetivo de mejorar la vida útil y aceptabilidad de los productos. Por un lado, los lotes elaborados con chía y linaza cumplieron con las recomendaciones de ingesta diaria recomendada por las agencias internacionales para obtener bajos índices de n-6/n- 3. Por otro parte, con respecto a los patés modificados (chía y linaza), estos presentaron texturas más suaves, mayor susceptibilidad a la oxidación lipídica y valores más bajos en la prueba de aceptabilidad en comparación con el control. 4. La sustitución de grasa de cerdo por aceites vegetales con hidrogeles de alginato en hamburguesas demostró ser una alternativa adecuada para obtener productos cárnicos más saludables. Los resultados de textura fueron positivos ya que no se encontraron diferencias significativas (P>0,05) entre tratamientos. Todos los lotes reformulados podrían etiquetarse como hamburguesas con "bajo contenido de grasa" según la Comisión Europea. Además, dado que los aceites de chía y linaza mejoraron el contenido de AGPI de las hamburguesas y por ende se redujo el contenido en grasas saturadas en comparación con el control, también podrían etiquetarse como "alto contenido de ácidos grasos omega-3" y "bajo contenido de grasas saturadas". La sustitución de grasa animal por emulsión de aceite de chía afectó a las propiedades sensoriales de las hamburguesas. Por otro lado, los lotes con aceite de chufa y de linaza no presentaron diferencias significativas (P>0,05) con respecto al control en la prueba de aceptabilidad. 5. La incorporación de las emulsiones de aceites de oliva, canola y soja estructurados en hidrogeles con alginato mostraron ser una opción viable para el desarrollo de un salchichón más saludable. Los tratamientos alternativos modificaron el perfil de compuestos volátiles del salchichón, lo que influyó en los atributos sensoriales de sabor y olor. El análisis sensorial indicó que el salchichón reformulado con aceite de soja mostró la mayor aceptabilidad y fueron elegidos como los preferidos por los panelistas. Desde un punto de vista tecnológico y económico, los tratamientos alternativos redujeron el tiempo de secado de los salchichones. 6. En el estudio de las cecinas, no se comprobó un efecto significativo (P>0,05) de los diferentes tratamientos en la composición (humedad, grasa y proteína), textura, color y perfil de ácidos grasos totales. Por el contrario, se identificaron diferencias (P<0,001) en el contenido de compuestos volátiles totales, así como de los grupos de ésteres, furanos, ácidos y “otros”. Las cecinas difirieron más en cuanto al análisis sensorial, indicando que la mezcla SMII (30% NaCl, 50% KCl, 15% CaCl2 y 5% MgCl2 ) redujo la aceptabilidad mientras el control (100% NaCl) y la SMI (30% NaCl y 70% KCl) no presentaron diferencia significativa (P>0,05) en la prueba de aceptabilidad y preferencia. 7. Esta tesis demostró que más estudios deben ser realizados para evaluar diferentes productos cárnicos y alternativas para su reformulación mediante sales (sustitución del NaCl) y grasas (modificación del contenido y perfil de AGPI mediante el empleo de aceites vegetales) con el objetivo de disminuir el proceso de oxidación lipídica, aumentar la vida útil de los productos y mejorar sus atributos sensoriales. | en |
| local.contributor.coadvisor | Ruiz, Daniel José Franco | |
| local.description.instituicao | Universidade de Vigo | |
| local.description.programa | Ciencia e Tecnoloxía Agroalimentaria | |
| local.description.rights | Acesso aberto | |
| local.publisher.location | Pontevedra | |
| local.subject.area | Ciências Biológicas | |
| relation.isAuthorOfPublication | 5626763e-ad21-46b5-baf3-b56db3848592 | |
| relation.isAuthorOfPublication.latestForDiscovery | 5626763e-ad21-46b5-baf3-b56db3848592 |